計る為に図られた場所

MSLのニュースです。
1月27日にCuriosityが2005年以来最大の太陽風を浴びたとのこと。
太陽黒点AR1402がx2クラスの太陽フレアを発生した結果、Curiosityはほぼ光速に加速された陽子および電子の猛射を受けました。

現在、Curiosityは宇宙船の内部に納まった巡航ステージの形で火星を目指していますが、外壁を放射線が激しく叩くと2次放射線が多数発生します。
RADがその2次放射線を測定しているわけです。
このことは、今後人類が火星を目指す時の貴重なデーターをもたらします。
RADの位置は、将来火星を目指す宇宙飛行士が居ると予想される位置となります。
宇宙天気予報などで1次宇宙線の知識は、かなり蓄積されていますが、2次宇宙線となると複雑な相互作用の結果生じるわけでスーパーコンピューターでも予測が難しいとのことです。
今回は、貴重なデーターが得られて、現在解析中です。



本来、RADはCuriosityが火星へ降り立ってから火星の表面での放射線環境を測定するのが目的でしたが、加えて火星へ向かう途上の放射線環境の測定を実施することにしたのです。
その目的のためには、宇宙船の中のCuriosityの位置が重要なのです。

あと6ケ月Curiosityは、火星を目指して宇宙空間を飛行して行きます。
太陽活動が2013年初期に最大になると予測されており、Hasslerさん(the principal investigator for RAD)は、太陽の協力を期待しています。
更に良いデーターを集められるといいですね。

いろいろな重力を試そう

SpaceRefさんのニュースリストを覗いていたら「2012-02-22 国際宇宙ステーションに遠心力発生装置搬入」という記事がありました。
Nautilus Xと関係あるかと思い少し調べたところ、関係ありそうでもありますが、確証は得られませんでした。
でも、Centrifugeを使いISSの無重力環境を利用して火星や月での活動も含めて様々な重力環境での実験が可能になるということです。
同様の記事は、ここです。

下図は、NautilusのCentrifugeをISSでテストする様子です。

NASA、 Astrium Space Transportationと NanoRacks LLC　の共同作業ですね。
2月6日にAstrium North Americaが発表してます。

SpaceRefさんによりますと
「このセントリフュージはバイオラック容器を8台収納することができる。容積は６５ミリリットルに制限されているが、微生物、植物、水生動物、そして人間の細胞サンプルを実験するには十分な容積である。発生可能重力レンジは0.1Ｇから1.5Ｇまでとなっている。この重力で月面や火星での植物育成の予備実験も可能となる。」
とのことです。

火星と月を含めて、様々な重力レベルでの研究を行なうことを可能にするとのことです。
火星での野菜などの植物の栽培の研究がISSで出来るようになるということですね。

このthe centrifuge(重力発生装置)は、今年の夏ごろにロシアの貨物船プログレスでISSへ運ばれる予定です。
また、楽しみが増えましたね～

ISSの研究や設備についての紹介PDFをみると、いろいろな実験が行われている様子が良くわかります。

Astrium Space Transportationの紹介PDFでは、NanoRacksやBIORACKが紹介されています。

本当の人類の英知を集めれば、火星へ行くことは実現可能な、そしてチャレンジする価値のある目標だと思います。

大気の揺れ

2月15日のMarsDailyに火星大気中に重力波による大気温度の変化が観測されたとの記事がありました。
それを記録したのは、なんとマーズ・パスファインダーでした。
1997年3月4日に、マーズ・パスファインダー着陸船は、計測機器でその降下中の気温、圧力および密度の変化を記録してました。
その結果がGEOPHYSICAL RESEARCH LETTERSで発表されました。
発表したのは、以下のフランスの2人とスペインの2人です。
A. Spigaさん、F. Forgetさん(Laboratoire de Météorologie Dynamique, Université Pierre et Marie Curie, Institut Pierre-Simon Laplace, Paris, France)
F. González-Galindoさん、M.-Á. López-Valverdeさん(Instituto de Astrofísica de Andalucía, Consejo Superior de Investigaciones Científica, Granada, Spain)

題名は、「Gravity waves, cold pockets and CO2 clouds in the Martian mesosphere」です。
(2011年11月15日に提出されて、2012年1月20日に発表されたものです。)

火星の大気の中間層(60-90キロメーター)でCO2の雲が存在できる低温域があることを確認しています。
この現象を引き起こしたのが重力波であることを確認したそうです。
火星大気の循環モデルがより詳しく調べられた結果ですね。

Wikipediaによりますと重力波には以下の2つがあるとのことです。
今回話題の重力波は、②のほうですね。
①時空の歪みが伝わる波動は、重力波 (相対論)（gravitational wave）を参照。
②地球の重力による液体の波動は、重力波 (流体力学)（gravity wave）を参照。

大気重力波については、このサイト

WANTED！生死を問わず！塩漬けでも

2月16日のMarsTodayによりますとスペイン-チリの研究者のチームがアタカマ砂漠で地表下2メートルに微生物が活動していることを発見したとのことです。
見つかったのは、バクテリアおよび古細菌です。
チームの構成は、スペインのthe Center of Astrobiology (Spain) と チリのthe Catholic Universityの研究者です。

論文は、下記の通りです。
Parro et al. "A microbial oasis in the hypersaline Atacama subsurface discovered by a life detector chip: implications for the search for life on Mars".
Astrobiology 11(10): 969-96, December 2011. Doi: 10.1089/ast.2011.0654.

微生物を探すためにSOLID(Signs of Life Detector)という装置を開発したそうです。
SOLIDは、450以上の抗体からなるLDChipというバイオチップを使用しています。

微生物が岩塩(岩塩)や非常に吸湿性の合成物(無水石膏と過塩素酸塩)に富んだところで見つかったので、研究者たちは、その場所を「microbial oasis：微生物のオアシス」と呼んでいるとのことです。

高潮解性の物質であるがために水を引き寄せて数ミクロンの厚さの水の層が出来、それを利用して微生物が生息していると。
水と食べ物があれば、同様に繁殖する微生物はありますが、アタカマで発見された微生物の生息地(地下2-3メートル)は他とは異なった特徴がありました。
それは、酸素または太陽の光がない条件で見つかったことです。

火星でもアタカマ砂漠と同じような塩類の堆積した場所が多く見つかっています。
SOLIDは、火星で微生物を探す目的で開発されています。
また、塩濃度が高く水分の少ない環境は、微生物等が生存していなくてもその痕跡を保存するのに適した環境だとも言ってます。

微生物の塩漬けが見つかるかもです。
また一歩、地球外生命に近づきましたね。

バレンタイン 君を見つめて

2月15日UTC　のCuriosityの位置です。



2月9日のMSLのサイトによりますと宇宙船のコンピューターの問題が解決したとのことです。
Curiosityのコンピューターリセットの問題は、約2ケ月前の打上後の11月29日(打上3日後)にstar scannerを実施している際にリセットが発生しました。
原因は、コンピューターのメモリー管理装置の中の未知の設計特異性(a previously unknown design idiosyncrasy)と確認されたそうです。
事務局には、何か不具合だな～としか判りませんが、とにかく修復したとのことです。
この問題解決は、コンピューターメーカーとJPLの技術者の生産的なチームワークの結果であるとRichard Cook
さん(Mars Science Laboratory Project Manager代理)が言ってます。
素晴らしい集中と熱気があったことでしょう。
1月26日に star scannerと sun sensorを使用して位置合わせを実施したとのこと。
その際に火星を視野に捉えています。

宇宙船は、今週(2月6日週)そのソフトウェア・アップデートの後にスタートラッカーおよび天文航法の正常な使用を始めています。

太陽発電　 704 watts
通信速度　 上り　1kilobit／second
　　　　　下り　 800 bits／second
宇宙船回転速度　 1.97 回／minute

2月10日17時UT
火星までの道のり567百万kmの内の205百万km を飛行した。
地球との相対速度　 28,600 km／hour(7.94km／sec)
太陽との相対速度　102,500 km／hour(28.4km／sec)

火星で料理を！

1月27日のMarsDailyの記事によりますと
Cornell大学の研究者が火星探査での宇宙飛行士の食事について研究しており、調査を実施する為のボランティアを募集しています。
締め切りは、2月29日となっています。

火星探査に3年の年月が掛かることを想定しており、火星には4ケ月滞在することとなっています。
その長期にわたるミッションを支える一つの重要な要素として「食事」にフォーカスして研究をしています。

食事の中心は、長期保存食となりますが、火星上では植物を育てたり、料理をすることが可能になると考えています。

今までの研究で、長期間の閉鎖空間でのミッションにおいて以下の問題点が確認されています。
①食事に飽きてくる
②無重力の状態では、嗅覚に影響が出る

上記の影響によって
①食欲が落ちて食事量が減ることで栄養不足になり、筋肉量や骨密度に影響が出る
②そして、厳しい環境での任務遂行に影響が出るし、宇宙飛行士を危険に晒すことにもなります。

③もうひとつの課題は、長期(3～5年)の保存に適した食品を開発することです。

今回のボランティア募集は、長期の宇宙探査に対応する為に次のことを調査することが目的です。
①用意したインスタント食品やクルーによって調理された食物の美味しさや好みを評価し、食べ物の好みが時間と共に変化するかどうかを判断します。
②食事の準備や片付けに必要な時間、労力そして水量を測定し、料理のレシピやコツを収集します。
③匂いが食欲などに与える影響を研究します。(無重力などの環境では、食物は口から食道、胃へと自然には落ちていきませんし、嗅覚にも影響が出るようです。)
寝たきりの病人は、地球上で同様な経験をしています。NASAの Flight Analogs Research Centerでベッドで横たわった状態での一連の実験による研究が行われています。

6人のボランティアと2人の代替要員が選出されてから研究は次のように行われます。

１．2012年夏にCornell大学で4日間のワークショップが実施されます。
個々人の能力の確認と今後の実験の為の打ち合わせとなるようです。

２．2012年後半に2週間のトレーニングを行います。
(500ドル支給されます。)

３．4ケ月の火星探査シュミレーション時の実験テーマ等を決める会議などを開催します。

４．いよいよ2013年に120日間の火星探査シュミレーションが実施されます。
場所は、ハワイ島にある不毛の溶岩地帯の実験場で行われます。
(1日当たり25ドルと完了した場合、5000ドル支給されます。)

しかしながら、ボランティアに求められる資格は、かなり厳しいものですね。
もちろん火星有人探査に強い意欲を持っていることが必要です。
英語での読み書きはもちろん技術的にもNASAの職員並みの資質が求められています。
肉体的にも強靭な資質が必要です。
食欲と嗅覚に問題ないこと。
過去2年間、タバコを吸っていないこと。
料理の経験があることが望ましいとも・・・

日本人のチャレンジャーがいることを期待します。
是非、応募して欲しいものです。

かなり昔だけど海が・・・

Mars Expressのサイトで2月6日に火星で海の存在を確認したとの報告が出ました。
やはり、皆さん興味があるようで多くの紹介がされていますね。
当ブログでも遅くなりましたが、メモしておきます。

Mars ExpressのMARSISレーダーによる成果ですね。
MARSISレーダーは、地下60m～80mまで観測できます。
MARSISレーダーは、2005年からデーターを収集してきました。
そして、グルノーブル惑星・天体物理学研究所（IPAG）のJérémie Mouginot博士らによる2年以上に亘るデーター解析によって北部平原の海岸線と予想されている範囲の内側が低密度の物質で覆われていることを発見しました。
堆積物で覆われており、水の氷が多く含まれていると推測されています。
40億年前と30億年前の2回、海が存在していたようです。
40億年前の海は、惑星形成時の温暖な一時期の海だったのではないでしょうか？
30億年前の海は、地熱活動の結果生じた海で約100万年程度しか存在できず消滅したと推測されています。
予想される海の範囲は、下図の通りですが、実際の地形と比べてよく判りませんね。
過去の海が存在していた時の地軸変動時の地形のようですね。
左上方に見えるのは、タルシス三山で青く広がっているのがアキダリア平原とユートピア平原でしょうか？



下記は、火星の高度マップです。



火星の海岸線については、北海道大学のレポートがありました。
今までの観測から火星の平原を数千キロメートルにわたって取り囲む海岸線が推定されていましたが、その後、海岸線の標高が数Kmの振幅で上下していることが判明しました。
このことが古海洋の海岸線ではないかという仮説に対する有力な反証とされてきたとのことです。
しかしながら、この地形変化は極移動(True Polar Wander)によって生じうることが明らかにされた(Taylor et al.,2007)とのことです。

今回の観測結果から過去に液体の水が存在していたことについて更に有力な情報が得られたわけです。
やはり、行くしかないようですね！

公式の結論「double restart」

russianspaceweb.comによりますと2月3日にRoskosmosは、公に調査委員会の「主な結論」をリリースしたとのことです。

その題名は、「The investigative commission completes its work」です。
調査委員会は、Phobos-Gruntプロジェクトの開発および試験のすべてと関係する700部を超えるドキュメントを評価しました。

その結果、事故に至るまでの経過を以下の通り確認しました。

①2011年11月9日の01:10:28モスクワ時間まで、ミッションが順調に進んでいたことを確認しました。
②最初の異常は、ソーラーパネルが展開していたにもかかわらず、宇宙船からの合図が無く地上で確認できなかったことです。
　(もちろん、観測によって確認されたのですが・・・)
③電源の中断が11月24日から始まりました。
④11月27日には、KhITバッテリーが気圧調節を失い、宇宙船から分離して落下する様子がアメリカの観測者によって確認されています。
⑤11月29日までに、2次電池、および緊急化学電池(KhIT)の資源がすべて使い尽くされた。
⑥宇宙船の高度変化は、姿勢制御用のスラスターが点火されていた為であった。
⑦電源の損失が操縦系統の失敗に結びついたことを確認しました。

Looking for a culprit　(犯人探し)
考えられる原因は、以下の通りです。

・Main propulsion unit, MDU-F;
・Launch provision system, SOZ (Sistema Obespecheniya Zapuska);
・Solar panel deployment system
・Star tracker unit, BOKZ-MF (Blok opredeleniya coordinat zvezd);
・Baseless Inertial unit, BIB-FG (Besplatformenny Inertsialny Blok);
・Chinese microsatellite, KMS
・Power supply system, SES (Sistema Elektropitaniya);
・Onboard cable network, BKS (Bortovaya Kabelnaya Set);
・Onboard calculation complex, BVK (Bortovoi Vycheslitelny Kompleks);
・Onboard Radio Complex of the cruise stage, BRK PM, (Bortovoi Radio Kompleks);

しかしながら、Roskosmosは、上記の容疑者は事故の原因ではないとの結論に至りました。
結局、この事故のもっとも重大な原因は、メインコンピューターのTsVM-22上で2つの運用プロセッサーが同時に再起動したことであるとの結論です。
2月1日の当ブログ「Phobos-Gruntの結果」でもそのことに触れています。
しかし、その原因は意外なもので、最も可能性の高い要因として宇宙からの重い荷電粒子の影響が上げられています。

Roskosmosによりますと、委員会は、さらにTsVM-22の「2重の再始動」を引き起こす可能性のある他の要因を評価しました:
・コンピューター・ループ中の電磁妨害(それらは断続的なハードウェア障害を引き起こすかもしれないし、その結果、エラーおよび飛行シーケンスの中断に結びつくかもしれない);
・タスク(飛行)でのあらかじめプログラムされたプログラム実行におけるエラー:個々のタスクの実行のための許容時間の超過は、2回以上繰り返えされました。(ロジック・タスク、インタープロセッサー交換、動作制御(オリエンテーションと安定化)、主エンジン・コントロール);
・同時にコンピューターを操作する相互作用中のプログラムのエラー(software errors);

Simulating the failure　失敗のシミュレート
2012年1月に、NPOラーボチキンは、flight control systemのオペレーション上での有り得べき電磁気の影響およびプログラムエラーをモデル化するためにPhobos-Gruntの宇宙船の integrated stand(全てが揃った代替品？)を使用しました。
しかしながら、上記のどのシナリオでもプログラムエラーを確認できなかったとのことです。

これで、幕引きでしょうかね。
再チャレンジの話もあるようなので、ロシア魂に期待したいと思います。

「おまけ」

Phobos-Gruntが失敗に終わった後、プロジェクトのエンジニアリングの不始末への非難を遠ざける為の明白な意図を持った様々なソースによって失敗の外的原因が流されたようです。
意図的に流された原因について下記にまとめられています。

１．「日にち」2011年11月／「提案された原因」米国HAARP電離圏研究実験の影響／「ソース」高位のロシア軍幹部／「判定」技術的な意味をまったくなさない。(不可能)

２．「日にち」2012年1月9日／「提案された原因」外国軍の秘密裏の影響(米国を暗示)／「ソース」Roskosmosの長官、副総理／「判定」ありそうに無い
　　　　　
３．「日にち」2012年1月17日／「提案された原因」太平洋の米国レーダーからの偶然の影響／「ソース」Roskosmosの長官、調査委員会の委員／「判定」非常にありそうもありません;公式に、米国によって否定されました。

４．「日にち」2012年1月26日／「提案された原因」太陽フレア／「ソース」調査委員会／「判定」ありそうに無い

５．「日にち」2012年1月31日／「提案された原因」宇宙線／「ソース」Roskosmos、調査委員会／「判定」ありそうに無い
　　失敗を宇宙環境のせいにし、歴史的に外部要因を責めるロシアのパターンとのこと。

外国(中国？)の安い半導体チップを使用していたのが原因との報道も目立ちましたが・・・
少し調べたところ、今や半導体チップの製造拠点は中国だそうです。

耐放射線仕様の半導体製品は存在する様ですが、高価とのことです。
半導体チップと放射線に関しては、ここ　

中国の「蛍火」を乗せたのが原因ということも言われていますが、全くおかしなことです。
ロシアは、自ら同乗者を探しており、日本もかっては誘われていたのですから・・・　　　

2003年以来の大放出

1月28日のMarsTodayによりますと1月22日の日曜日に大規模な太陽粒子が地球や火星及び火星を目指して飛行しているCuriosityを襲ったとのことです。
ネタ元は、Curiosityに搭載されているRAD(Radiation Assessment Detector)を製造したSwRI(Southwest Research Institute)のニュースです。
太陽粒子の規模は、2003年以来の大規模なものでした。
それは、22日(日曜日)に太陽の表面から巨大なコロナの質量放出が起こり、地球の方角に荷電粒子の雲を噴出しました。
その結果、最大強度「S3」の太陽嵐が発生しました。

RADの主任研究員のDon Hassler(SwRIのscience program director in the Space Studies Department)さんは、RADからデーターを取得することで今回のイベントをはっきり見ることが出来るといってます。
他の観測衛星のデーターと比較することも出来るので、今回のデーターは貴重で興味深いものになりそうです。

現在、太陽を観測している衛星は下記の通りです。
CuriosityのRADとこれらの観測データーを解析した結果から、将来の有人火星探査での宇宙飛行士の身を守る為の対策を立てることが出来ると良いのですが・・・
期待しましょう。

SOHO（Solar and Heliospheric Observatory、太陽・太陽圏観測衛星）

SDO (Solar Dynamics Observatory)

GOES（Geostationary Operational Environment Satellite）

ACE (Advanced Composition Explorer)

STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory)

日本の「ひので」も何かデーターを得られたのでしょうか？

下記は、２月３日のCuriosityの飛行位置です。



1月22日に発生した太陽嵐の関連ニュースは、こことここ

Wikipediaによると「太陽嵐により放出される電磁波などは、その速度の違いによって、3段階に渡って別々に到達する」とのことです。

・最初に到達するのが電磁波で、これは光速度で伝わるためわずか8分程度で到達する。これは主に電波障害を起こし、多くの通信システム（人工衛星、飛行機の無線など）が使用できなくなってしまう。

・次に来るのが放射線で、これは数時間で到達する。宇宙飛行士などは放射線を遮蔽できるような施設内に避難しないと被曝してしまう。

・最後に来るのがCME（コロナガス噴出、コロナ質量放出）と呼ばれるもので、2～3日後に到達する。この影響が最も危険であり、これに伴って磁気圏内に生成される電気エネルギーが原因となって発生した誘導電流が送電線に混入すると電流が乱れ、停電、電力システムの破壊を招く。

Phobos-Gruntの結果

いろいろな情報が飛んでますが、当ブログとしては今まで頼りにしていた「russianspaceweb.com」の情報をお知らせします。

Phobos-Gruntのページは「Aftermath of the Phobos-Grunt mission」となっています。

ここでも新たな業界筋からの情報として、第２小委員会の結論を報告しています。
正式発表ではないということですね。
(「russianspaceweb.com」のサイトは、独立系でかつ欧米系のサイトのようです。)

Phobos-Gruntの失敗の結論としては、下記の通り地上でのテストや検証が不十分なまま、急いで打上げたことが原因とのことです。
(打上延期などあり、かなり余裕ではと思っていましたが、何があったのでしょうか・・・)

１．flight control system(BKU)に重大な欠陥があったこと
２．BKUの地上テストが十分実施されなかったこと
３．従って、失敗原因は統合テストの不足に絞られています

報告書によりますと、宇宙船が周回軌道上に達したときは、全て順調に作動していました。
しかしながら、地上管制官は、ソーラーパネルの展開を確認する信号を受け取りませんでした。
調査結果は、ソーラーパネルが開いたら地上へ連絡するようになっていたことを確認してます。
それにもかかわらず、電源系での電流に関するデータは、パネルが展開したことを間接的に示していました。
この事故のもっとも重大な原因は、メインコンピューターのTsVM-22上で2つの運用プロセッサーが同時に再起動したことです。

報告書でのこの最後のポイントの言及は、この失敗を外国のレーダーあるいは太陽フレアのような様々な起こりそうもない外部理由の責任にするロシアの報道機関での多数の報告書の根拠になりました。

しかしながら、1月中旬に、NPOラーボチキンは、宇宙船自身の電源系の問題、あるいは地上レーダーの強力なビームのような外部からの妨害によってBVKが影響を受けるかもしれないかどうか確かめるために一連のテストを行ないました。
これらのテストの結果、コンピューターは問題なしでシミュレーションすべてに耐えました。

結局、もともと重大な欠陥があり、それを十分に検証できなかった？しなかった？ことが原因と結論されています。

もう一点は、こういう事態になることを想定した冗長性が全く無かったことも原因ではあります。
宇宙船自身がコントロールを失った場合を想定して、地球周回軌道上の宇宙船との通信回路を確保しておきべきだったでしょうね。
地上からメインコンピューターを遠隔操作することが出来れば、今頃火星へ向かって飛行していたはずですが・・・

更に、委員会は宇宙船が地球軌道を離脱する為、MDUを点火する際にあらかじめプログラムされた飛行シーケンスでは、宇宙船の姿勢制御を確認するようにはなっていなかったことを明らかにしました。
とんでもないことです

委員会は、その仕事を完了して1月30日にVladimir Popovkin長官へPhobos-Grunt事故の調査報告書を提出したとのことです。
原文を見てみたいものですが、ロシア語は全く駄目なので・・・
スペースサイトさん！よろしくお願いします。